Instituto de Física Departamento de Física Dados de identificação
Disciplina: TRANSPOSIÇÃO DIDÁTICA DE TÓPICOS ESPECIAIS EM FÍSICA GERAL II Período Letivo: 2021/1
Professor Responsável: Nathan Willig Lima Sigla:FIS01073 Créditos:4
Carga Horária:60h CH Autônoma:15h CH Coletiva:45h CH Individual: h
Súmula
Transposição didática, fundamentada na literatura da área de ensino de Física, voltada para o Ensino Básico de conteúdos de Eletricidade, Magnetismo e Óptica.
Currículos
Currículos Etapa Pré-Requisitos Natureza LICENCIATURA
EM FÍSICA 6
(FIS01072) TRANSPOSIÇÃO DIDÁTICA DE TÓPICOS ESPECIAIS EM FÍSICA GERAL I e (FIS01263) FÍSICA GERAL IV - A
Obrigatória
LICENCIATURA EM FÍSICA -
NOTURNO 6
(FIS01072) TRANSPOSIÇÃO DIDÁTICA DE TÓPICOS ESPECIAIS EM FÍSICA GERAL I e (FIS01263) FÍSICA GERAL IV - A
Obrigatória
Objetivos
Essa disciplina é uma disciplina integradora, que tem por objetivo retomar tópicos de Física Geral, promovendo discussões sobre esses tópicos e reforçando a aprendizagem dos mesmos por meio de seminários ministrados pelos alunos (ou pelo professor, em casos especiais).
Possíveis abordagens desses assuntos na escola de ensino médio também serão discutidas.
Conteúdo Programático
Semana Título Conteúdo
01 Base teórica para elaborar a transposição didática
Discussão sobre pesquisas na área de Educação que apontam as características de um professor que faz a diferença 02 Base teórica para elaborar a transposição
didática: inserção de história e filosofia da ciência no Ensino de Física
Principais Tendências na Inserção de História e Filosofia da Ciência no Ensino de Física
03 Questões metodológicas para elaboração das aulas
Discussão sobre a elaboração dos seminários, cuidados metodológicos, fontes para pesquisa, critérios de avaliação
04 Semana de Preparação
Preparação e discussão de planos de ensino para os seminários que serão apresentados.
05 - 16 Seminários sobre os tópicos da disciplina 1. Calor e teoria cinética.
2. Termodinâmica.
3. Fluidos e ondas.
4. Quantização e conservação da carga elétrica
5. Campo e potencial elétrico 6. Corrente elétrica
7. Circuitos elétricos em corrente contínua e alternada (regime senoidal)
8. Indução eletromagnética 9. Ondas eletromagnéticas.
10. Óptica geométrica 11. Óptica física.
17 Atividades de Recuperação Semana dedicada apenas à realização de atividades de recuperação
Metodologia
Serão realizadas aulas síncronas, nos mesmos horários e com a mesma duração que teriam as aulas presenciais, para exposições do professor, discussões com os alunos e apresentação de seminários pelos alunos de forma remota por meio da plataforma Microsoft Teams, em endereço a ser divulgado antecipadamente para os estudantes no ambiente virtual de aprendizagem Moodle Acadêmico. Serão realizadas, também, aulas assíncronas, nas quais os alunos terão tempo para elaborar seus seminários, realizar pesquisas, assistir seminários gravados de outros alunos, responder questões sobre os seminários. As aulas síncronas poderão ser gravadas para acesso posterior. Os materiais de apoio e tarefas serão todos disponibilizados no Moodle. Caso o aluno não possa participar de uma aula síncrona, ele poderá fazer uma atividade alternativa.
Informações sobre Direitos Autorais e de Imagem:
Todos os materiais disponibilizados são exclusivamente para fins didáticos, sendo vedada a sua utilização para qualquer outra finalidade, sob as penas legais.
Todos os materiais de terceiros que venham a ser utilizados devem ser referenciados, indicando a autoria, sob pena de plágio.
A liberdade de escolha de exposição da imagem e da voz não isenta o aluno de realizar as atividades originalmente propostas ou alternativas;
Todas as gravações de atividades síncronas devem ser previamente informadas por parte dos professores.
Somente poderão ser gravadas pelos alunos as atividades síncronas propostas mediante concordância prévia dos professores e colegas, sob as penas legais.
É proibido disponibilizar, por quaisquer meios digitais ou físicos, os dados, a imagem e a voz de colegas e do professor, sem autorização específica para a finalidade pretendida.
Os materiais disponibilizados no ambiente virtual possuem licença de uso e distribuição específica, sendo vedada a distribuição do material cuja a licença não permita ou sem a autorização prévia dos professores para o material de sua autoria.
Carga Horária
Teórica: 60h Prática: 0h
Experiências de Aprendizagem
Os temas previstos para seminários serão os seguintes (podem sofrer alterações):
1. Carga elétrica. Fenômenos de eletrização: por atrito, por contato, por indução.
2. Vetor intensidade do campo elétrico: Conceito, cálculo e representação através das linhas de força. Definição de equilíbrio eletrostático e campo elétrico de condutores no equilíbrio eletrostático.
3. Diferença de potencial elétrico. Conceito, cálculo, linhas e superfícies equipotenciais.
Potencial de condutores em equilíbrio eletrostático.
4. Capacitores. Capacitância, energia elétrica armazenada, influência de dielétrico entre as placas do capacitor.
5. Capacitores. Associações em série e paralelo. Aplicações.
6. Corrente elétrica. Conservação espacial da corrente em circuitos simples. Resistividade, condutores ôhmicos e não ôhmicos. Resistência elétrica e potência elétrica em um resistor.
7. Fontes: fem e resistência interna. Fatores que influem na fem e na resistência interna de fontes eletroquímicas. Potência de saída e sua maximização.
8. Circuitos resistivos simples com uma fonte: associações em série e paralelo de resistores.
Fontes de corrente contínua. Associação em série e em paralelo de fontes.
9. Magnetismo: ímãs, a bússola e o campo magnético da Terra. Ferromagnetismo, paramagnetismo e diamagnetismo.
10. Magnetismo: força magnética sobre cargas elétricas em movimento; condutor com corrente em campo magnético.
11. Magnetismo: torque sobre uma espira de corrente em campo magnético uniforme;
momento de dipolo magnético. Aplicações (motor elétrico, etc.).
12. Magnetismo: campo magnético produzido por corrente elétrica; condutor retilíneo e a bobina solenoide.
13. Indução eletromagnética: Lei de Faraday-Lenz. O gerador de fem alternada.
14. Indução eletromagnética: transformadores de alta e baixa. Aplicações dos transformadores.
15. Circuitos em série de corrente alternada: análise através de fasores. Circuito RLC série.
16. Física térmica. Conceitos de calor, temperatura e energia interna.
17. Física térmica: Formas de propagação do calor: condução, convecção e radiação.
Dilatação térmica.
18. Física térmica. Calor específico, calor "latente" nas mudanças de estado (calor de transformação).
19. Física térmica. Mudanças de estado: fusão e solidificação. Leis da fusão e solidificação.
Diagrama de fases.
20. Física térmica. Mudanças de estado: vaporização por ebulição e evaporação. Fatores que influem no ponto de fusão de uma substância. Vapor e gás. Umidade relativa; ponto de orvalho.
21. Física térmica. Primeira Lei da Termodinâmica. Cálculo do trabalho no diagrama PV.
22. Física térmica. Equação geral de estado de gases ideais; transformações isométricas, isotérmicas, isobáricas e adiabáticas.
23. Física térmica. Segunda Lei da Termodinâmica. Máquinas térmicas e refrigeradores ideais. O ciclo de Carnot.
24. Física térmica. Máquinas térmicas reais: máquina a vapor e motor a combustão interna.
Os ciclos de Otto e de Diesel.
25. Movimento ondulatório. Ondas transversais e longitudinais. Velocidade de propagação, comprimento de onda e frequência de ondas mecânicas.
26. Movimento ondulatório. Ondas em uma corda. Velocidade de propagação. Ondas estacionárias e ressonância.
27. Movimento ondulatório. Fenômenos ondulatórios: reflexão, refração, difração, interferência.
28. Movimento ondulatório. Qualidades psicológicas ou fisiológicas do som: altura, volume e timbre e suas relações com as qualidades objetivas das ondas sonoras. Aplicações.
29. Óptica. Leis da reflexão e refração.
30. Óptica geométrica. Espelhos e conjugação de imagens.
31. Ótica geométrica. Lentes e conjugação de imagens.
32. O olho humano; principais defeitos de visão e sua correção com lentes.
33. Instrumentos óticos: a lupa, o microscópio e o telescópio.
34. Óptica física. Interferência. Cálculo do padrão de intensidade na condição de Fraunhofer.
35. Óptica física. Difração. Cálculo do padrão de intensidade na condição de Fraunhofer.
36. Interferência em películas delgadas.
Critérios de Avaliação
Os alunos serão avaliados pelas apresentações dos seminários e pela participação, segundo critérios que serão explicados em separado aos alunos. Não são previstas provas. A cada se- minário será atribuída uma nota entre 0,0 (zero) e dez (10,0). Serão atribuídos conceitos de acordo com a média do semestre do aluno:
A: M >= 9,0 B: 7,5 <= M < 9,0 C: 6,0 <= M < 7,5 D: M < 6,0
De acordo com a Resolução do CEPE sobre o ERE, durante o período em que perdurar o ERE, fica inaplicável a atribuição de conceito FF, prevista no §2º, do Art. 44, da Resolução nº 11/2013 do CEPE.
Para os estudantes matriculados até o final do período e que deixaram de participar da Atividade de Ensino, deverá ser atribuído o registro NI (Não Informado) no campo de conceito do sistema acadêmico.
Para os casos previstos no §1º, a justificativa do registro NI deverá conter a referência ao período de excepcionalidade.
Os casos de não informação de conceito durante o ERE, deverão ser resolvidos até o fim do segundo período letivo, após o fim da situação emergencial de saúde.
Atividades de Recuperação Previstas
Poderá ser recuperado no máximo um seminário, apresentado na última semana do semestre.
Deve ocorrer um interstício de pelo menos 72h entre a publicação dos resultados das avaliações, pelo docente, aos discentes, e a realização das atividades de recuperação.
Prazo para Divulgação dos Resultados das Avaliações
Um ciclo de seminários virtuais se encerra cada vez todos os apresentam um seminário. A nota de cada seminário será divulgada em até uma semana após o fim de cada ciclo.
Bibliografia
A Bibliografia Básica Essencial deve estar disponível de forma digital.
Básica Essencial
Halliday, David; Resnick, Robert; Walker, Jearl. Fundamentos de física. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2006-2007. ISBN ISBN 8521614845 (V.1);
9788521614845 (v.1); 8521614853 (V.2); 9788521614869 (V.3); 9788521614876 (V.4). Acesso online através da biblioteca da UFRGS, pelo link:
https://sabi.ufrgs.br/F/JKVP4DE5TVCMFTNUTD7EJ3M175LP9I5KQ7VYY5DMF7518NMXKJ -03084?func=direct&local_base=URS01&doc_number=001007116.
Knight, Randall D. Física: uma abordagem estratégica [recurso eletrônico]. Porto Alegre: Bookman, 2009. ISBN 9788577805198 (v.1); 9788577805389 (v.2);
9788577805532 (v.3); 9788577805976 (v.4). Acesso online através da biblioteca da UFRGS, pelo link:
https://sabi.ufrgs.br/F/JKVP4DE5TVCMFTNUTD7EJ3M175LP9I5KQ7VYY5DMF7518NMXKJ -07615?func=full-set-set&set_number=009981&set_entry=000005&format=999.
Básica
FREITAS, Lúcia Souza De et al. (EDS.). A Gestão da Aula Universitária na PUCRS.
Porto Alegre: EDIPUCRS, 2008. Disponível em <
http://www.pucrs.br/edipucrs/agestaodaaula.pdf>
MATTHEWS, M. História, Filosofia e Ensino de Ciências: A Tendência atual de Reaproximação. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 12, n. 3, p. 164–214, 1995.
Disponível em
<https://periodicos.ufsc.br/index.php/fisica/article/view/7084>
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